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公开(公告)号：CN111005065B
公开(公告)日：2020-11-13
申请号：CN202010015166.6
申请日：2020-01-07
Applicant: 北京科技大学
IPC: C30B25/02 , C30B29/04 , C23C16/27 , C23C16/513
Abstract: 一种金刚石膜的等离子体电弧沉积装置与方法，属金刚石材料制备技术领域。采用具有多级磁场控制的直流电弧等离子体装置沉积大面积共形金刚石膜：通过稳弧磁场线圈产生的磁场实现对旋转等离子体电弧的稳定控制；扩展弧线圈在进一步稳定电弧的同时，扩展旋转电弧与衬底尺寸相适应，实现电弧的大面积稳定旋转导向衬底；同时衬底底部的引导磁场线圈实现等离子电弧向衬底凹陷部分移动，实现共形衬底表面的金刚石均匀沉积。三个磁场线圈在实现旋转电弧的产生和稳定的同时扩展并引导电弧来扩大金刚石沉积面积，避免阳极积碳对电弧的干扰，实现厚度均匀的金刚石膜长期稳定生长。所得共形金刚石膜可作为高热流密度快速散热的热沉或窗口材料。
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公开(公告)号：CN111172508A
公开(公告)日：2020-05-19
申请号：CN202010113672.9
申请日：2020-02-24
Applicant: 北京科技大学
IPC: C23C16/02 , C23C16/27 , C23C16/455 , C23C16/56 , C30B25/20 , C30B31/18 , C30B29/04 , C30B29/64 , C30B33/02
Abstract: 本发明公开了一种提高金刚石对顶压砧压力极限的方法，涉及高压装置技术领域，具体地涉及一种金刚石对顶压砧。本发明通过在传统单晶金刚石高压压砧工作面生长周期性掺氮与不掺氮交替多层单晶金刚石，来提高金刚石压砧的韧性和硬度，从而提高压砧的使用压力极限。该多层化压砧主要包括基体、周期性掺氮和不掺氮单晶金刚石多层膜。基体是原始单晶金刚石压砧，周期性多层膜的单层厚度为10-2000nm。所述方法采用化学气相沉积(CVD)法周期性地通入氮气，通过交替掺杂与非掺杂层金刚石的生长，获得多层界面结构，实现压砧的增强增韧。本发明提供的压砧与单纯采用单晶金刚石的压砧相比，具有韧性高、使用压力极限显著提高等优点。
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公开(公告)号：CN108682662B
公开(公告)日：2020-05-19
申请号：CN201810487436.6
申请日：2018-05-21
Applicant: 北京科技大学
IPC: H01L23/373 , C23C16/27 , C23C16/513
Abstract: 本发明涉及一种超高热流密度散热用金刚石微通道热沉的制备方法，属于半导体器件散热领域。通过特殊的衬底技术，以及改进的CVD制备工艺，实现高品质、无裂纹、超厚金刚石自支撑膜的制备；并根据热接触界面要求通过机械研磨抛光控制金刚石超厚膜的表面粗糙度；然后采用独特的激光加工工艺实现对金刚石超厚膜的结构尺寸定型，并利用激光微束流在表面进行微槽雕刻，获得尺寸及槽型合格的金刚石微槽道换热器，使其满足用于排散高热流密度换热器的设计要求。这种微通道热沉可用于相控阵雷达、卫星、大型航天器等空间载荷的高功耗电子器件的热排散。
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公开(公告)号：CN110835741A
公开(公告)日：2020-02-25
申请号：CN201911033263.1
申请日：2019-10-28
Applicant: 北京科技大学
Abstract: 一种通过离子注入制备金刚石氮镍复合色心的方法，属于光电器件用基体材料制备领域。步骤为：a.将高质量单晶金刚石抛光到表面粗糙度低于1nm；b.将剂量为高于1×1015cm-2低于5×1016cm-2的氮离子注入金刚石内部；c.对离子注入后的金刚石进行800℃到1200℃真空或保护气体或真空等离子体高温退火；d.再以与氮离子注入相同深度所需的能量将剂量为注入的氮离子剂量的1/4(或低于1/4)的镍离子注入金刚石；e.对注入后的金刚石再次进行先1000℃到1200℃真空或保护气体或真空等离子体高温退火；f.接着升高退火温度至1400℃促进孤氮形成及氮原子移动；g.再将温度升至1600℃至2000℃，以促进氮镍原子聚合。本发明以通过可控的离子注入方法，实现金刚石氮镍复合色心的精确制备。
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公开(公告)号：CN107604324B
公开(公告)日：2019-11-12
申请号：CN201710861985.0
申请日：2017-09-20
Applicant: 北京科技大学
Abstract: 一种用于离子传感器的氢终端金刚石表面电化学修复方法，属于半导体基础电路用基体材料制备领域。具体步骤为：a.利用氢气等离子体处理，使金刚石形成表面p型导电沟道，使其实现半导体化；b.采用真空蒸镀的方法在其光刻显影后的金刚石表面制备特定图案的电极，使氢终端金刚石实现电导通；c.将导线通过融焊法或银浆与金电极联结；d.在电极和导线上覆盖一层硅胶保护涂层，避免金属在强腐蚀酸碱溶液中受到损伤；e.将金刚石导线接于工作电极与对电极间，在不同离子溶液下模拟实际环境测试；f.将测试后的金刚石作为工作电极置于强无机酸溶液中，对其进行0～‑3V的负电位线性扫描。最终实现由于表面终端损伤而电阻升高的金刚石表面氢终端得到修复，使表面电阻下降。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN109968185A
公开(公告)日：2019-07-05
申请号：CN201910310379.9
申请日：2019-04-17
Applicant: 北京科技大学
IPC: B24B37/005 , B24B37/04 , B24B37/10 , B24B37/30
Abstract: 本发明属于金刚石膜加工技术领域，具体涉及一种在金刚石膜研磨过程中，能够保障金刚石膜高平整度，且能实现方便快捷测量金刚石膜去除量的金刚石膜研磨工装及其研磨方法；所述工装包括：垂直定位轴，用于矫正所述金刚石膜膜厚均匀性；下托板，作为金刚石膜支撑体并固定金刚石膜；上托盘，用于夹持垂直定位轴和固定金刚石膜支撑体；所述垂直定位轴可拆卸地设置在所述上托盘上；所述下托板可拆卸地设置在所述上托盘下方。所述工装这种夹持工装设计可以实现在金刚石膜研磨过程中只进行一次粘膜/卸膜操作，而且在研磨过程中，可以便捷地对金刚石膜任意区域的厚度进行测量。
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公开(公告)号：CN109592988A
公开(公告)日：2019-04-09
申请号：CN201910070143.2
申请日：2019-01-24
Applicant: 北京科技大学 , 常州微焓热控科技有限公司
IPC: C04B37/02 , C23C16/27 , H01L23/373
Abstract: 一种金刚石微柱增强高导热石墨导热材料的制备方法，属于热管理材料制备领域。该导热材料以高导热石墨为基底，金刚石微柱作为结构及导热的增强件延纵向方向嵌入高导热石墨中，最后采用金属壳体进行热压焊接封装。该种导热材料既保留了定向石墨面向传热能力，又极大改善了纵向方向的传热能力，从而使得封装后的导热材料具备三维方向的传热效果。采用金属壳体封装后将进一步提升材料的强度，拓展其应用范围。嵌入过程中采用低温处理工艺，利用材料自身收缩特性，提高了金刚石微柱嵌入质量，从而保证接触面具有良好的传热界面。本发明通过三维方向上具有超高导热的金刚石微柱嵌入，建立起二维石墨纵向的导热通道，复合结构材料具备全向高导热性能，以及高的力学性能。
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公开(公告)号：CN105331948B
公开(公告)日：2017-11-28
申请号：CN201510623007.3
申请日：2015-09-25
Applicant: 北京科技大学
IPC: C23C16/27 , C23C16/511 , C23C16/503 , C23C16/02
Abstract: 一种表面P型导电金刚石热沉材料的制备制备方法，属于金刚石自支撑膜应用技术领域。本发明以抛光的自支撑金刚石厚膜为基底，经微波氢等离子体表面处理后再沉积一层薄的具有P型导电能力的掺硼金刚石薄膜。由于属于同质外延生长，因此外延的导电层与衬底具有极佳的附着，界面热阻可减小到最低；微波CVD技术制备掺硼金刚石膜层，厚度可控、表面粗糙度低、膜层电导率高；中间采用氢等离子体处理基底表面，可对基底进行原子尺度的清洁，形成的氢悬挂键更有利于掺硼金刚石膜的外延生长。这种表面P型导电金刚石热沉材料可用于某些需要热沉材料表面导电的高功率电子器件封装领域。
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公开(公告)号：CN102699804B
公开(公告)日：2015-06-10
申请号：CN201210196311.0
申请日：2012-06-14
Applicant: 北京科技大学
IPC: B24B29/02
Abstract: 一种金刚石自支撑膜表面平整化的方法，属于金刚石自支撑膜应用技术领域。本发明使用耐高温的覆盖剂和溶剂混合，涂覆在凸凹不平的金刚石膜表面，然后物理的方法将金刚石膜表面凸出部位的覆盖剂去除，固化后将金刚石膜放置在通入一定比例的氧气氛热处理炉中一定时间，暴露的金刚石膜与氧气反应刻蚀，使得凸出的金刚石部分有效快速氧化，最后用机械抛光方法将金刚石自支撑膜抛光获得所要求的表面粗糙度。本方法简便易实施，行之有效，在快速平整化的同时，不减少金刚石自支撑膜的有效厚度，仅将突出部位快速去除，使得表面粗糙度减少，有利于进一步的研磨和抛光，并有效避免由于生长凸出晶粒在大压力快速研磨中可能造成的微裂纹。
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公开(公告)号：CN104465341A
公开(公告)日：2015-03-25
申请号：CN201410738255.8
申请日：2014-12-05
Applicant: 北京科技大学
IPC: H01L21/04 , H01L21/223
CPC classification number: H01L21/04 , H01L21/223
Abstract: 一种金刚石膜表面选区扩散形成P-N结的制备方法，属于无机非金属材料领域。工艺步骤如下：a.利用高本底真空微波等离子体化学气相沉积装置，通过控制金刚石生长特征获得高质量非掺杂本征金刚石膜；b.等离子体中引入高浓度硼源实现高掺杂浓度金刚石膜P型半导体的生长，以使得空穴载流子能够完全激活；c.降低硼源浓度生长轻掺杂金刚石膜，为后续氢原子扩散提供宿体；d.关闭碳源和硼源，并在掺硼金刚石表面增加掩膜版，使局部表面在低温下进行氢原子长时扩散改性，使得暴露于氢原子下的轻硼掺杂金刚石膜向N型半导体转变，进而形成选区P-N结。本发明能够便捷地实现金刚石表面微区P-N结结构，方便基于P-N结型金刚石微电子器件的制作。
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